Book/Report

FZJ-2018-04241

http://join2-wiki.gsi.de/foswiki/pub/Main/Artwork/join2_logo100x88.png Reaktions-, Wachstums- und Dotierungsuntersuchungen zur Epitaxie von GaAs mittels inelastischer Elektronenstreuung

Lohe, C. (Corresponding author)FZJ*

1993
Forschungszentrum Jülich GmbH Zentralbibliothek Verlag Jülich

Please use a persistent id in citations: http://hdl.handle.net/2128/19367

Report No.: Juel-2768

Abstract: Mit der HREELS wurden die Oberflächenreaktionen von Triethylgallium (TEGa) und der neuartigen Verbindung Trisdimethylaminoarsen (TDMAAs) auf Si(100)-(2 x 1), Si(111)-(7 x 7) und GaAs(100)-c(4 x 4) untersucht. Die Adsorption beider Metallorganika ist auf Si(111) molekular und auf Si(100) zum Teil dissoziativ. Die Abspaltung der Kohlenwasserstoff-Radikale vom Zentralatom ist bei 200°C abgeschlossen. Eine Ausnahme bildet TDMAAs auf der Si(111)-Fläche, bei der die vollständige Trennung erst bei 400°C erfolgt. Kohlenstoffschwingungen sind beim Si(100) ab 200°C, beim Si(111) erst ab 400°C nachweisbar. Auch die Abspaltung von Wasserstoff zeigt die größere Reaktivität der Si(100)-Fläche gegenüber Si(111). Im Fall von Si(100) setzt die Zerlegung bei 200°C ein und ist bei 300°C abgeschlossen. Beim Si(111) liegen die Zerlegungstemperaturen um 100°C höher. Wasserstoff desorbiert von beiden Si-Flächen im Temperaturbereich 400°C - 500°C. Sie geht einher mit einer Umlagerung von verbleibenden Kohlenstoff-Paaren. Dies ist im Fall des TDMAAs überraschend, da das Molekül keine Bindungen zwischen Kohlenstoffatomen besitzt. Der Grund liegt vermutlich in einer intramolekularen Reaktion zu Aziridin oberhalb von 300°C. Ab 600°C brechen die Kohlenstoffpaare auf und ein Wachstum von $\beta$-SiC ist wahrscheinlich. Dies macht die Metallorganika für ein Wachstum von GaAs auf Silizium wenig geeignet.Auf GaAs(100) adsorbieren beide Metallorganika dissoziativ. Die Gase und deren Reaktionsprodukte desorbieren mit dem Heizen von der Oberfläche, ohne daß Kontaminationen zurückbleiben. Die Desorption des TEGa ist bei 475°C abgeschlossen, die des TDMAAs zwischen 400°C und 500°C. Gestützt wird die in der Literatur aus Thermodesorptionsdaten abgeleitete Wasserstoff-$\beta$-Elimination in den Radikalen. Im Fall des TEGa ist die Desorption von Ethylen, im Fall des TDMAAs die von Aziridin und Methylamin wahrscheinlich. In beiden Fällen konnte kein Wasserstoff in den Vibrationsspektren nachgewiesen werden. Das Fehlen von Reaktionsprodukten nach dem Heizen auf moderate Temperaturen läßt beide Metallorganika für ein Wachstum von GaAs auf GaAs sehr geeignet erscheinen. Ausdiesem Grund wurden Versuche zur MOMBE mit diesen Verbindungen durchgeführt. Mit Wachstumstemperaturen zwischen 460°C und 550°C sowie V/III-Verhältnissen oberhalb 10 konnten spiegelnd glatte GaAs-Schichten abgeschieden werden. Eine Vorzerlegung der Gase war dabei nicht erforderlich. Durch eine Vorzerlegung des TDMAAs konnte das zum Erhalt glatter Schichten notwendige V/III-Verhältnis auf 4 gesenkt werden. Dadurch wird jedoch mehr Kohlenstoff in den Schichten eingebaut. Die ausgezeichnete [...]

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Contributing Institute(s):

1. Publikationen vor 2000 (PRE-2000)

Research Program(s):

1. 899 - ohne Topic (POF3-899) (POF3-899)

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Database coverage:

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